sshd.c

   1 /*
   2  * Author: Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>
   3  * Copyright (c) 1995 Tatu Ylonen <ylo@cs.hut.fi>, Espoo, Finland
   4  *                    All rights reserved
   5  * This program is the ssh daemon.  It listens for connections from clients,
   6  * and performs authentication, executes use commands or shell, and forwards
   7  * information to/from the application to the user client over an encrypted
   8  * connection.  This can also handle forwarding of X11, TCP/IP, and
   9  * authentication agent connections.
  10  *
  11  * As far as I am concerned, the code I have written for this software
  12  * can be used freely for any purpose.  Any derived versions of this
  13  * software must be clearly marked as such, and if the derived work is
  14  * incompatible with the protocol description in the RFC file, it must be
  15  * called by a name other than "ssh" or "Secure Shell".
  16  *
  17  * SSH2 implementation:
  18  *
  19  * Copyright (c) 2000 Markus Friedl.  All rights reserved.
  20  *
  21  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  22  * modification, are permitted provided that the following conditions
  23  * are met:
  24  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  25  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  26  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  27  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  28  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  29  *
  30  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  31  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  32  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  33  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  34  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  35  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  36  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  37  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  38  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  39  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  40  */
  41
  42 #include "includes.h"
  43 RCSID("$OpenBSD: sshd.c,v 1.184 2001/03/29 21:06:21 stevesk Exp $");
  44
  45 #include <openssl/dh.h>
  46 #include <openssl/bn.h>
  47 #include <openssl/hmac.h>
  48
  49 #include "ssh.h"
  50 #include "ssh1.h"
  51 #include "ssh2.h"
  52 #include "xmalloc.h"
  53 #include "rsa.h"
  54 #include "sshpty.h"
  55 #include "packet.h"
  56 #include "mpaux.h"
  57 #include "log.h"
  58 #include "servconf.h"
  59 #include "uidswap.h"
  60 #include "compat.h"
  61 #include "buffer.h"
  62 #include "cipher.h"
  63 #include "kex.h"
  64 #include "key.h"
  65 #include "dh.h"
  66 #include "myproposal.h"
  67 #include "authfile.h"
  68 #include "pathnames.h"
  69 #include "atomicio.h"
  70 #include "canohost.h"
  71 #include "auth.h"
  72 #include "misc.h"
  73
  74 #ifdef LIBWRAP
  75 #include <tcpd.h>
  76 #include <syslog.h>
  77 int allow_severity = LOG_INFO;
  78 int deny_severity = LOG_WARNING;
  79 #endif /* LIBWRAP */
  80
  81 #ifndef O_NOCTTY
  82 #define O_NOCTTY        0
  83 #endif
  84
  85 #ifdef HAVE___PROGNAME
  86 extern char *__progname;
  87 #else
  88 char *__progname;
  89 #endif
  90
  91 /* Server configuration options. */
  92 ServerOptions options;
  93
  94 /* Name of the server configuration file. */
  95 char *config_file_name = _PATH_SERVER_CONFIG_FILE;
  96
  97 /*
  98  * Flag indicating whether IPv4 or IPv6.  This can be set on the command line.
  99  * Default value is AF_UNSPEC means both IPv4 and IPv6.
 100  */
 101 #ifdef IPV4_DEFAULT
 102 int IPv4or6 = AF_INET;
 103 #else
 104 int IPv4or6 = AF_UNSPEC;
 105 #endif
 106
 107 /*
 108  * Debug mode flag.  This can be set on the command line.  If debug
 109  * mode is enabled, extra debugging output will be sent to the system
 110  * log, the daemon will not go to background, and will exit after processing
 111  * the first connection.
 112  */
 113 int debug_flag = 0;
 114
 115 /* Flag indicating that the daemon is being started from inetd. */
 116 int inetd_flag = 0;
 117
 118 /* Flag indicating that sshd should not detach and become a daemon. */
 119 int no_daemon_flag = 0;
 120
 121 /* debug goes to stderr unless inetd_flag is set */
 122 int log_stderr = 0;
 123
 124 /* Saved arguments to main(). */
 125 char **saved_argv;
 126 int saved_argc;
 127
 128 /*
 129  * The sockets that the server is listening; this is used in the SIGHUP
 130  * signal handler.
 131  */
 132 #define MAX_LISTEN_SOCKS        16
 133 int listen_socks[MAX_LISTEN_SOCKS];
 134 int num_listen_socks = 0;
 135
 136 /*
 137  * the client's version string, passed by sshd2 in compat mode. if != NULL,
 138  * sshd will skip the version-number exchange
 139  */
 140 char *client_version_string = NULL;
 141 char *server_version_string = NULL;
 142
 143 /*
 144  * Any really sensitive data in the application is contained in this
 145  * structure. The idea is that this structure could be locked into memory so
 146  * that the pages do not get written into swap.  However, there are some
 147  * problems. The private key contains BIGNUMs, and we do not (in principle)
 148  * have access to the internals of them, and locking just the structure is
 149  * not very useful.  Currently, memory locking is not implemented.
 150  */
 151 struct {
 152         Key     *server_key;            /* ephemeral server key */
 153         Key     *ssh1_host_key;         /* ssh1 host key */
 154         Key     **host_keys;            /* all private host keys */
 155         int     have_ssh1_key;
 156         int     have_ssh2_key;
 157         u_char  ssh1_cookie[SSH_SESSION_KEY_LENGTH];
 158 } sensitive_data;
 159
 160 /*
 161  * Flag indicating whether the RSA server key needs to be regenerated.
 162  * Is set in the SIGALRM handler and cleared when the key is regenerated.
 163  */
 164 int key_do_regen = 0;
 165
 166 /* This is set to true when SIGHUP is received. */
 167 int received_sighup = 0;
 168
 169 /* session identifier, used by RSA-auth */
 170 u_char session_id[16];
 171
 172 /* same for ssh2 */
 173 u_char *session_id2 = NULL;
 174 int session_id2_len = 0;
 175
 176 /* record remote hostname or ip */
 177 u_int utmp_len = MAXHOSTNAMELEN;
 178
 179 /* Prototypes for various functions defined later in this file. */
 180 void do_ssh1_kex(void);
 181 void do_ssh2_kex(void);
 182
 183 void ssh_dh1_server(Kex *, Buffer *_kexinit, Buffer *);
 184 void ssh_dhgex_server(Kex *, Buffer *_kexinit, Buffer *);
 185
 186 /*
 187  * Close all listening sockets
 188  */
 189 void
 190 close_listen_socks(void)
 191 {
 192         int i;
 193         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 194                 close(listen_socks[i]);
 195         num_listen_socks = -1;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Signal handler for SIGHUP.  Sshd execs itself when it receives SIGHUP;
 200  * the effect is to reread the configuration file (and to regenerate
 201  * the server key).
 202  */
 203 void
 204 sighup_handler(int sig)
 205 {
 206         received_sighup = 1;
 207         signal(SIGHUP, sighup_handler);
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Called from the main program after receiving SIGHUP.
 212  * Restarts the server.
 213  */
 214 void
 215 sighup_restart(void)
 216 {
 217         log("Received SIGHUP; restarting.");
 218         close_listen_socks();
 219         execv(saved_argv[0], saved_argv);
 220         log("RESTART FAILED: av[0]='%.100s', error: %.100s.", saved_argv[0], strerror(errno));
 221         exit(1);
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Generic signal handler for terminating signals in the master daemon.
 226  * These close the listen socket; not closing it seems to cause "Address
 227  * already in use" problems on some machines, which is inconvenient.
 228  */
 229 void
 230 sigterm_handler(int sig)
 231 {
 232         log("Received signal %d; terminating.", sig);
 233         close_listen_socks();
 234         unlink(options.pid_file);
 235         exit(255);
 236 }
 237
 238 /*
 239  * SIGCHLD handler.  This is called whenever a child dies.  This will then
 240  * reap any zombies left by exited c.
 241  */
 242 void
 243 main_sigchld_handler(int sig)
 244 {
 245         int save_errno = errno;
 246         int status;
 247
 248         while (waitpid(-1, &status, WNOHANG) > 0)
 249                 ;
 250
 251         signal(SIGCHLD, main_sigchld_handler);
 252         errno = save_errno;
 253 }
 254
 255 /*
 256  * Signal handler for the alarm after the login grace period has expired.
 257  */
 258 void
 259 grace_alarm_handler(int sig)
 260 {
 261         /* Close the connection. */
 262         packet_close();
 263
 264         /* Log error and exit. */
 265         fatal("Timeout before authentication for %s.", get_remote_ipaddr());
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Signal handler for the key regeneration alarm.  Note that this
 270  * alarm only occurs in the daemon waiting for connections, and it does not
 271  * do anything with the private key or random state before forking.
 272  * Thus there should be no concurrency control/asynchronous execution
 273  * problems.
 274  */
 275 void
 276 generate_ephemeral_server_key(void)
 277 {
 278         u_int32_t rand = 0;
 279         int i;
 280
 281         log("Generating %s%d bit RSA key.", sensitive_data.server_key ? "new " : "",
 282             options.server_key_bits);
 283         if (sensitive_data.server_key != NULL)
 284                 key_free(sensitive_data.server_key);
 285         sensitive_data.server_key = key_generate(KEY_RSA1, options.server_key_bits);
 286         log("RSA key generation complete.");
 287
 288         for (i = 0; i < SSH_SESSION_KEY_LENGTH; i++) {
 289                 if (i % 4 == 0)
 290                         rand = arc4random();
 291                 sensitive_data.ssh1_cookie[i] = rand & 0xff;
 292                 rand >>= 8;
 293         }
 294         arc4random_stir();
 295 }
 296
 297 void
 298 key_regeneration_alarm(int sig)
 299 {
 300         int save_errno = errno;
 301         signal(SIGALRM, SIG_DFL);
 302         errno = save_errno;
 303         key_do_regen = 1;
 304 }
 305
 306 void
 307 sshd_exchange_identification(int sock_in, int sock_out)
 308 {
 309         int i, mismatch;
 310         int remote_major, remote_minor;
 311         int major, minor;
 312         char *s;
 313         char buf[256];                  /* Must not be larger than remote_version. */
 314         char remote_version[256];       /* Must be at least as big as buf. */
 315
 316         if ((options.protocol & SSH_PROTO_1) &&
 317             (options.protocol & SSH_PROTO_2)) {
 318                 major = PROTOCOL_MAJOR_1;
 319                 minor = 99;
 320         } else if (options.protocol & SSH_PROTO_2) {
 321                 major = PROTOCOL_MAJOR_2;
 322                 minor = PROTOCOL_MINOR_2;
 323         } else {
 324                 major = PROTOCOL_MAJOR_1;
 325                 minor = PROTOCOL_MINOR_1;
 326         }
 327         snprintf(buf, sizeof buf, "SSH-%d.%d-%.100s\n", major, minor, SSH_VERSION);
 328         server_version_string = xstrdup(buf);
 329
 330         if (client_version_string == NULL) {
 331                 /* Send our protocol version identification. */
 332                 if (atomicio(write, sock_out, server_version_string, strlen(server_version_string))
 333                     != strlen(server_version_string)) {
 334                         log("Could not write ident string to %s.", get_remote_ipaddr());
 335                         fatal_cleanup();
 336                 }
 337
 338                 /* Read other side's version identification. */
 339                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
 340                 for (i = 0; i < sizeof(buf) - 1; i++) {
 341                         if (atomicio(read, sock_in, &buf[i], 1) != 1) {
 342                                 log("Did not receive identification string from %s.",
 343                                     get_remote_ipaddr());
 344                                 fatal_cleanup();
 345                         }
 346                         if (buf[i] == '\r') {
 347                                 buf[i] = 0;
 348                                 /* Kludge for F-Secure Macintosh < 1.0.2 */
 349                                 if (i == 12 &&
 350                                     strncmp(buf, "SSH-1.5-W1.0", 12) == 0)
 351                                         break;
 352                                 continue;
 353                         }
 354                         if (buf[i] == '\n') {
 355                                 buf[i] = 0;
 356                                 break;
 357                         }
 358                 }
 359                 buf[sizeof(buf) - 1] = 0;
 360                 client_version_string = xstrdup(buf);
 361         }
 362
 363         /*
 364          * Check that the versions match.  In future this might accept
 365          * several versions and set appropriate flags to handle them.
 366          */
 367         if (sscanf(client_version_string, "SSH-%d.%d-%[^\n]\n",
 368             &remote_major, &remote_minor, remote_version) != 3) {
 369                 s = "Protocol mismatch.\n";
 370                 (void) atomicio(write, sock_out, s, strlen(s));
 371                 close(sock_in);
 372                 close(sock_out);
 373                 log("Bad protocol version identification '%.100s' from %s",
 374                     client_version_string, get_remote_ipaddr());
 375                 fatal_cleanup();
 376         }
 377         debug("Client protocol version %d.%d; client software version %.100s",
 378               remote_major, remote_minor, remote_version);
 379
 380         compat_datafellows(remote_version);
 381
 382         if (datafellows & SSH_BUG_SCANNER) {
 383                 log("scanned from %s with %s.  Don't panic.",
 384                     get_remote_ipaddr(), client_version_string);
 385                 fatal_cleanup();
 386         }
 387
 388         mismatch = 0;
 389         switch(remote_major) {
 390         case 1:
 391                 if (remote_minor == 99) {
 392                         if (options.protocol & SSH_PROTO_2)
 393                                 enable_compat20();
 394                         else
 395                                 mismatch = 1;
 396                         break;
 397                 }
 398                 if (!(options.protocol & SSH_PROTO_1)) {
 399                         mismatch = 1;
 400                         break;
 401                 }
 402                 if (remote_minor < 3) {
 403                         packet_disconnect("Your ssh version is too old and "
 404                             "is no longer supported.  Please install a newer version.");
 405                 } else if (remote_minor == 3) {
 406                         /* note that this disables agent-forwarding */
 407                         enable_compat13();
 408                 }
 409                 break;
 410         case 2:
 411                 if (options.protocol & SSH_PROTO_2) {
 412                         enable_compat20();
 413                         break;
 414                 }
 415                 /* FALLTHROUGH */
 416         default:
 417                 mismatch = 1;
 418                 break;
 419         }
 420         chop(server_version_string);
 421         debug("Local version string %.200s", server_version_string);
 422
 423         if (mismatch) {
 424                 s = "Protocol major versions differ.\n";
 425                 (void) atomicio(write, sock_out, s, strlen(s));
 426                 close(sock_in);
 427                 close(sock_out);
 428                 log("Protocol major versions differ for %s: %.200s vs. %.200s",
 429                     get_remote_ipaddr(),
 430                     server_version_string, client_version_string);
 431                 fatal_cleanup();
 432         }
 433         if (compat20)
 434                 packet_set_ssh2_format();
 435 }
 436
 437
 438 /* Destroy the host and server keys.  They will no longer be needed. */
 439 void
 440 destroy_sensitive_data(void)
 441 {
 442         int i;
 443
 444         if (sensitive_data.server_key) {
 445                 key_free(sensitive_data.server_key);
 446                 sensitive_data.server_key = NULL;
 447         }
 448         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 449                 if (sensitive_data.host_keys[i]) {
 450                         key_free(sensitive_data.host_keys[i]);
 451                         sensitive_data.host_keys[i] = NULL;
 452                 }
 453         }
 454         sensitive_data.ssh1_host_key = NULL;
 455         memset(sensitive_data.ssh1_cookie, 0, SSH_SESSION_KEY_LENGTH);
 456 }
 457
 458 char *
 459 list_hostkey_types(void)
 460 {
 461         static char buf[1024];
 462         int i;
 463         buf[0] = '\0';
 464         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 465                 Key *key = sensitive_data.host_keys[i];
 466                 if (key == NULL)
 467                         continue;
 468                 switch(key->type) {
 469                 case KEY_RSA:
 470                 case KEY_DSA:
 471                         strlcat(buf, key_ssh_name(key), sizeof buf);
 472                         strlcat(buf, ",", sizeof buf);
 473                         break;
 474                 }
 475         }
 476         i = strlen(buf);
 477         if (i > 0 && buf[i-1] == ',')
 478                 buf[i-1] = '\0';
 479         debug("list_hostkey_types: %s", buf);
 480         return buf;
 481 }
 482
 483 Key *
 484 get_hostkey_by_type(int type)
 485 {
 486         int i;
 487         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 488                 Key *key = sensitive_data.host_keys[i];
 489                 if (key != NULL && key->type == type)
 490                         return key;
 491         }
 492         return NULL;
 493 }
 494
 495 /*
 496  * returns 1 if connection should be dropped, 0 otherwise.
 497  * dropping starts at connection #max_startups_begin with a probability
 498  * of (max_startups_rate/100). the probability increases linearly until
 499  * all connections are dropped for startups > max_startups
 500  */
 501 int
 502 drop_connection(int startups)
 503 {
 504         double p, r;
 505
 506         if (startups < options.max_startups_begin)
 507                 return 0;
 508         if (startups >= options.max_startups)
 509                 return 1;
 510         if (options.max_startups_rate == 100)
 511                 return 1;
 512
 513         p  = 100 - options.max_startups_rate;
 514         p *= startups - options.max_startups_begin;
 515         p /= (double) (options.max_startups - options.max_startups_begin);
 516         p += options.max_startups_rate;
 517         p /= 100.0;
 518         r = arc4random() / (double) UINT_MAX;
 519
 520         debug("drop_connection: p %g, r %g", p, r);
 521         return (r < p) ? 1 : 0;
 522 }
 523
 524 int *startup_pipes = NULL;      /* options.max_startup sized array of fd ints */
 525 int startup_pipe;               /* in child */
 526
 527 /*
 528  * Main program for the daemon.
 529  */
 530 int
 531 main(int ac, char **av)
 532 {
 533         extern char *optarg;
 534         extern int optind;
 535         int opt, sock_in = 0, sock_out = 0, newsock, j, i, fdsetsz, on = 1;
 536         pid_t pid;
 537         socklen_t fromlen;
 538         fd_set *fdset;
 539         struct sockaddr_storage from;
 540         const char *remote_ip;
 541         int remote_port;
 542         FILE *f;
 543         struct linger linger;
 544         struct addrinfo *ai;
 545         char ntop[NI_MAXHOST], strport[NI_MAXSERV];
 546         int listen_sock, maxfd;
 547         int startup_p[2];
 548         int startups = 0;
 549         Key *key;
 550         int ret, key_used = 0;
 551
 552         __progname = get_progname(av[0]);
 553         init_rng();
 554
 555         /* Save argv. */
 556         saved_argc = ac;
 557         saved_argv = av;
 558
 559         /* Initialize configuration options to their default values. */
 560         initialize_server_options(&options);
 561
 562         /* Parse command-line arguments. */
 563         while ((opt = getopt(ac, av, "f:p:b:k:h:g:V:u:dDiqQ46")) != -1) {
 564                 switch (opt) {
 565                 case '4':
 566                         IPv4or6 = AF_INET;
 567                         break;
 568                 case '6':
 569                         IPv4or6 = AF_INET6;
 570                         break;
 571                 case 'f':
 572                         config_file_name = optarg;
 573                         break;
 574                 case 'd':
 575                         if (0 == debug_flag) {
 576                                 debug_flag = 1;
 577                                 options.log_level = SYSLOG_LEVEL_DEBUG1;
 578                         } else if (options.log_level < SYSLOG_LEVEL_DEBUG3) {
 579                                 options.log_level++;
 580                         } else {
 581                                 fprintf(stderr, "Too high debugging level.\n");
 582                                 exit(1);
 583                         }
 584                         break;
 585                 case 'D':
 586                         no_daemon_flag = 1;
 587                         break;
 588                 case 'i':
 589                         inetd_flag = 1;
 590                         break;
 591                 case 'Q':
 592                         /* ignored */
 593                         break;
 594                 case 'q':
 595                         options.log_level = SYSLOG_LEVEL_QUIET;
 596                         break;
 597                 case 'b':
 598                         options.server_key_bits = atoi(optarg);
 599                         break;
 600                 case 'p':
 601                         options.ports_from_cmdline = 1;
 602                         if (options.num_ports >= MAX_PORTS) {
 603                                 fprintf(stderr, "too many ports.\n");
 604                                 exit(1);
 605                         }
 606                         options.ports[options.num_ports++] = atoi(optarg);
 607                         break;
 608                 case 'g':
 609                         options.login_grace_time = atoi(optarg);
 610                         break;
 611                 case 'k':
 612                         options.key_regeneration_time = atoi(optarg);
 613                         break;
 614                 case 'h':
 615                         if (options.num_host_key_files >= MAX_HOSTKEYS) {
 616                                 fprintf(stderr, "too many host keys.\n");
 617                                 exit(1);
 618                         }
 619                         options.host_key_files[options.num_host_key_files++] = optarg;
 620                         break;
 621                 case 'V':
 622                         client_version_string = optarg;
 623                         /* only makes sense with inetd_flag, i.e. no listen() */
 624                         inetd_flag = 1;
 625                         break;
 626                 case 'u':
 627                         utmp_len = atoi(optarg);
 628                         break;
 629                 case '?':
 630                 default:
 631                         fprintf(stderr, "sshd version %s\n", SSH_VERSION);
 632                         fprintf(stderr, "Usage: %s [options]\n", __progname);
 633                         fprintf(stderr, "Options:\n");
 634                         fprintf(stderr, "  -f file    Configuration file (default %s)\n", _PATH_SERVER_CONFIG_FILE);
 635                         fprintf(stderr, "  -d         Debugging mode (multiple -d means more debugging)\n");
 636                         fprintf(stderr, "  -i         Started from inetd\n");
 637                         fprintf(stderr, "  -D         Do not fork into daemon mode\n");
 638                         fprintf(stderr, "  -q         Quiet (no logging)\n");
 639                         fprintf(stderr, "  -p port    Listen on the specified port (default: 22)\n");
 640                         fprintf(stderr, "  -k seconds Regenerate server key every this many seconds (default: 3600)\n");
 641                         fprintf(stderr, "  -g seconds Grace period for authentication (default: 600)\n");
 642                         fprintf(stderr, "  -b bits    Size of server RSA key (default: 768 bits)\n");
 643                         fprintf(stderr, "  -h file    File from which to read host key (default: %s)\n",
 644                             _PATH_HOST_KEY_FILE);
 645                         fprintf(stderr, "  -u len     Maximum hostname length for utmp recording\n");
 646                         fprintf(stderr, "  -4         Use IPv4 only\n");
 647                         fprintf(stderr, "  -6         Use IPv6 only\n");
 648                         exit(1);
 649                 }
 650         }
 651         SSLeay_add_all_algorithms();
 652
 653         /*
 654          * Force logging to stderr until we have loaded the private host
 655          * key (unless started from inetd)
 656          */
 657         log_init(__progname,
 658             options.log_level == -1 ? SYSLOG_LEVEL_INFO : options.log_level,
 659             options.log_facility == -1 ? SYSLOG_FACILITY_AUTH : options.log_facility,
 660             !inetd_flag);
 661
 662         seed_rng();
 663
 664         /* Read server configuration options from the configuration file. */
 665         read_server_config(&options, config_file_name);
 666
 667         /* Fill in default values for those options not explicitly set. */
 668         fill_default_server_options(&options);
 669
 670         /* Check that there are no remaining arguments. */
 671         if (optind < ac) {
 672                 fprintf(stderr, "Extra argument %s.\n", av[optind]);
 673                 exit(1);
 674         }
 675
 676         debug("sshd version %.100s", SSH_VERSION);
 677
 678         /* load private host keys */
 679         sensitive_data.host_keys = xmalloc(options.num_host_key_files*sizeof(Key*));
 680         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++)
 681                 sensitive_data.host_keys[i] = NULL;
 682         sensitive_data.server_key = NULL;
 683         sensitive_data.ssh1_host_key = NULL;
 684         sensitive_data.have_ssh1_key = 0;
 685         sensitive_data.have_ssh2_key = 0;
 686
 687         for(i = 0; i < options.num_host_key_files; i++) {
 688                 key = key_load_private(options.host_key_files[i], "", NULL);
 689                 sensitive_data.host_keys[i] = key;
 690                 if (key == NULL) {
 691                         error("Could not load host key: %.200s: %.100s",
 692                             options.host_key_files[i], strerror(errno));
 693                         sensitive_data.host_keys[i] = NULL;
 694                         continue;
 695                 }
 696                 switch(key->type){
 697                 case KEY_RSA1:
 698                         sensitive_data.ssh1_host_key = key;
 699                         sensitive_data.have_ssh1_key = 1;
 700                         break;
 701                 case KEY_RSA:
 702                 case KEY_DSA:
 703                         sensitive_data.have_ssh2_key = 1;
 704                         break;
 705                 }
 706                 debug("private host key: #%d type %d %s", i, key->type,
 707                     key_type(key));
 708         }
 709         if ((options.protocol & SSH_PROTO_1) && !sensitive_data.have_ssh1_key) {
 710                 log("Disabling protocol version 1. Could not load host key");
 711                 options.protocol &= ~SSH_PROTO_1;
 712         }
 713         if ((options.protocol & SSH_PROTO_2) && !sensitive_data.have_ssh2_key) {
 714                 log("Disabling protocol version 2. Could not load host key");
 715                 options.protocol &= ~SSH_PROTO_2;
 716         }
 717         if (!(options.protocol & (SSH_PROTO_1|SSH_PROTO_2))) {
 718                 log("sshd: no hostkeys available -- exiting.");
 719                 exit(1);
 720         }
 721
 722         /* Check certain values for sanity. */
 723         if (options.protocol & SSH_PROTO_1) {
 724                 if (options.server_key_bits < 512 ||
 725                     options.server_key_bits > 32768) {
 726                         fprintf(stderr, "Bad server key size.\n");
 727                         exit(1);
 728                 }
 729                 /*
 730                  * Check that server and host key lengths differ sufficiently. This
 731                  * is necessary to make double encryption work with rsaref. Oh, I
 732                  * hate software patents. I dont know if this can go? Niels
 733                  */
 734                 if (options.server_key_bits >
 735                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) - SSH_KEY_BITS_RESERVED &&
 736                     options.server_key_bits <
 737                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
 738                         options.server_key_bits =
 739                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED;
 740                         debug("Forcing server key to %d bits to make it differ from host key.",
 741                             options.server_key_bits);
 742                 }
 743         }
 744
 745 #ifdef HAVE_SCO_PROTECTED_PW
 746         (void) set_auth_parameters(ac, av);
 747 #endif
 748
 749         /* Initialize the log (it is reinitialized below in case we forked). */
 750         if (debug_flag && !inetd_flag)
 751                 log_stderr = 1;
 752         log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
 753
 754         /*
 755          * If not in debugging mode, and not started from inetd, disconnect
 756          * from the controlling terminal, and fork.  The original process
 757          * exits.
 758          */
 759         if (!(debug_flag || inetd_flag || no_daemon_flag)) {
 760 #ifdef TIOCNOTTY
 761                 int fd;
 762 #endif /* TIOCNOTTY */
 763                 if (daemon(0, 0) < 0)
 764                         fatal("daemon() failed: %.200s", strerror(errno));
 765
 766                 /* Disconnect from the controlling tty. */
 767 #ifdef TIOCNOTTY
 768                 fd = open(_PATH_TTY, O_RDWR | O_NOCTTY);
 769                 if (fd >= 0) {
 770                         (void) ioctl(fd, TIOCNOTTY, NULL);
 771                         close(fd);
 772                 }
 773 #endif /* TIOCNOTTY */
 774         }
 775         /* Reinitialize the log (because of the fork above). */
 776         log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
 777
 778         /* Initialize the random number generator. */
 779         arc4random_stir();
 780
 781         /* Chdir to the root directory so that the current disk can be
 782            unmounted if desired. */
 783         chdir("/");
 784
 785         /* ignore SIGPIPE */
 786         signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
 787
 788         /* Start listening for a socket, unless started from inetd. */
 789         if (inetd_flag) {
 790                 int s1, s2;
 791                 s1 = dup(0);    /* Make sure descriptors 0, 1, and 2 are in use. */
 792                 s2 = dup(s1);
 793                 sock_in = dup(0);
 794                 sock_out = dup(1);
 795                 startup_pipe = -1;
 796                 /*
 797                  * We intentionally do not close the descriptors 0, 1, and 2
 798                  * as our code for setting the descriptors won\'t work if
 799                  * ttyfd happens to be one of those.
 800                  */
 801                 debug("inetd sockets after dupping: %d, %d", sock_in, sock_out);
 802                 if (options.protocol & SSH_PROTO_1)
 803                         generate_ephemeral_server_key();
 804         } else {
 805                 for (ai = options.listen_addrs; ai; ai = ai->ai_next) {
 806                         if (ai->ai_family != AF_INET && ai->ai_family != AF_INET6)
 807                                 continue;
 808                         if (num_listen_socks >= MAX_LISTEN_SOCKS)
 809                                 fatal("Too many listen sockets. "
 810                                     "Enlarge MAX_LISTEN_SOCKS");
 811                         if (getnameinfo(ai->ai_addr, ai->ai_addrlen,
 812                             ntop, sizeof(ntop), strport, sizeof(strport),
 813                             NI_NUMERICHOST|NI_NUMERICSERV) != 0) {
 814                                 error("getnameinfo failed");
 815                                 continue;
 816                         }
 817                         /* Create socket for listening. */
 818                         listen_sock = socket(ai->ai_family, SOCK_STREAM, 0);
 819                         if (listen_sock < 0) {
 820                                 /* kernel may not support ipv6 */
 821                                 verbose("socket: %.100s", strerror(errno));
 822                                 continue;
 823                         }
 824                         if (fcntl(listen_sock, F_SETFL, O_NONBLOCK) < 0) {
 825                                 error("listen_sock O_NONBLOCK: %s", strerror(errno));
 826                                 close(listen_sock);
 827                                 continue;
 828                         }
 829                         /*
 830                          * Set socket options.  We try to make the port
 831                          * reusable and have it close as fast as possible
 832                          * without waiting in unnecessary wait states on
 833                          * close.
 834                          */
 835                         setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
 836                             (void *) &on, sizeof(on));
 837                         linger.l_onoff = 1;
 838                         linger.l_linger = 5;
 839                         setsockopt(listen_sock, SOL_SOCKET, SO_LINGER,
 840                             (void *) &linger, sizeof(linger));
 841
 842                         debug("Bind to port %s on %s.", strport, ntop);
 843
 844                         /* Bind the socket to the desired port. */
 845                         if (bind(listen_sock, ai->ai_addr, ai->ai_addrlen) < 0) {
 846                                 if (!ai->ai_next)
 847                                     error("Bind to port %s on %s failed: %.200s.",
 848                                             strport, ntop, strerror(errno));
 849                                 close(listen_sock);
 850                                 continue;
 851                         }
 852                         listen_socks[num_listen_socks] = listen_sock;
 853                         num_listen_socks++;
 854
 855                         /* Start listening on the port. */
 856                         log("Server listening on %s port %s.", ntop, strport);
 857                         if (listen(listen_sock, 5) < 0)
 858                                 fatal("listen: %.100s", strerror(errno));
 859
 860                 }
 861                 freeaddrinfo(options.listen_addrs);
 862
 863                 if (!num_listen_socks)
 864                         fatal("Cannot bind any address.");
 865
 866                 if (!debug_flag) {
 867                         /*
 868                          * Record our pid in /var/run/sshd.pid to make it
 869                          * easier to kill the correct sshd.  We don't want to
 870                          * do this before the bind above because the bind will
 871                          * fail if there already is a daemon, and this will
 872                          * overwrite any old pid in the file.
 873                          */
 874                         f = fopen(options.pid_file, "wb");
 875                         if (f) {
 876                                 fprintf(f, "%u\n", (u_int) getpid());
 877                                 fclose(f);
 878                         }
 879                 }
 880                 if (options.protocol & SSH_PROTO_1)
 881                         generate_ephemeral_server_key();
 882
 883                 /* Arrange to restart on SIGHUP.  The handler needs listen_sock. */
 884                 signal(SIGHUP, sighup_handler);
 885
 886                 signal(SIGTERM, sigterm_handler);
 887                 signal(SIGQUIT, sigterm_handler);
 888
 889                 /* Arrange SIGCHLD to be caught. */
 890                 signal(SIGCHLD, main_sigchld_handler);
 891
 892                 /* setup fd set for listen */
 893                 fdset = NULL;
 894                 maxfd = 0;
 895                 for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 896                         if (listen_socks[i] > maxfd)
 897                                 maxfd = listen_socks[i];
 898                 /* pipes connected to unauthenticated childs */
 899                 startup_pipes = xmalloc(options.max_startups * sizeof(int));
 900                 for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 901                         startup_pipes[i] = -1;
 902
 903                 /*
 904                  * Stay listening for connections until the system crashes or
 905                  * the daemon is killed with a signal.
 906                  */
 907                 for (;;) {
 908                         if (received_sighup)
 909                                 sighup_restart();
 910                         if (fdset != NULL)
 911                                 xfree(fdset);
 912                         fdsetsz = howmany(maxfd+1, NFDBITS) * sizeof(fd_mask);
 913                         fdset = (fd_set *)xmalloc(fdsetsz);
 914                         memset(fdset, 0, fdsetsz);
 915
 916                         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++)
 917                                 FD_SET(listen_socks[i], fdset);
 918                         for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 919                                 if (startup_pipes[i] != -1)
 920                                         FD_SET(startup_pipes[i], fdset);
 921
 922                         /* Wait in select until there is a connection. */
 923                         ret = select(maxfd+1, fdset, NULL, NULL, NULL);
 924                         if (ret < 0 && errno != EINTR)
 925                                 error("select: %.100s", strerror(errno));
 926                         if (key_used && key_do_regen) {
 927                                 generate_ephemeral_server_key();
 928                                 key_used = 0;
 929                                 key_do_regen = 0;
 930                         }
 931                         if (ret < 0)
 932                                 continue;
 933
 934                         for (i = 0; i < options.max_startups; i++)
 935                                 if (startup_pipes[i] != -1 &&
 936                                     FD_ISSET(startup_pipes[i], fdset)) {
 937                                         /*
 938                                          * the read end of the pipe is ready
 939                                          * if the child has closed the pipe
 940                                          * after successful authentication
 941                                          * or if the child has died
 942                                          */
 943                                         close(startup_pipes[i]);
 944                                         startup_pipes[i] = -1;
 945                                         startups--;
 946                                 }
 947                         for (i = 0; i < num_listen_socks; i++) {
 948                                 if (!FD_ISSET(listen_socks[i], fdset))
 949                                         continue;
 950                                 fromlen = sizeof(from);
 951                                 newsock = accept(listen_socks[i], (struct sockaddr *)&from,
 952                                     &fromlen);
 953                                 if (newsock < 0) {
 954                                         if (errno != EINTR && errno != EWOULDBLOCK)
 955                                                 error("accept: %.100s", strerror(errno));
 956                                         continue;
 957                                 }
 958                                 if (fcntl(newsock, F_SETFL, 0) < 0) {
 959                                         error("newsock del O_NONBLOCK: %s", strerror(errno));
 960                                         continue;
 961                                 }
 962                                 if (drop_connection(startups) == 1) {
 963                                         debug("drop connection #%d", startups);
 964                                         close(newsock);
 965                                         continue;
 966                                 }
 967                                 if (pipe(startup_p) == -1) {
 968                                         close(newsock);
 969                                         continue;
 970                                 }
 971
 972                                 for (j = 0; j < options.max_startups; j++)
 973                                         if (startup_pipes[j] == -1) {
 974                                                 startup_pipes[j] = startup_p[0];
 975                                                 if (maxfd < startup_p[0])
 976                                                         maxfd = startup_p[0];
 977                                                 startups++;
 978                                                 break;
 979                                         }
 980
 981                                 /*
 982                                  * Got connection.  Fork a child to handle it, unless
 983                                  * we are in debugging mode.
 984                                  */
 985                                 if (debug_flag) {
 986                                         /*
 987                                          * In debugging mode.  Close the listening
 988                                          * socket, and start processing the
 989                                          * connection without forking.
 990                                          */
 991                                         debug("Server will not fork when running in debugging mode.");
 992                                         close_listen_socks();
 993                                         sock_in = newsock;
 994                                         sock_out = newsock;
 995                                         startup_pipe = -1;
 996                                         pid = getpid();
 997                                         break;
 998                                 } else {
 999                                         /*
1000                                          * Normal production daemon.  Fork, and have
1001                                          * the child process the connection. The
1002                                          * parent continues listening.
1003                                          */
1004                                         if ((pid = fork()) == 0) {
1005                                                 /*
1006                                                  * Child.  Close the listening and max_startup
1007                                                  * sockets.  Start using the accepted socket.
1008                                                  * Reinitialize logging (since our pid has
1009                                                  * changed).  We break out of the loop to handle
1010                                                  * the connection.
1011                                                  */
1012                                                 startup_pipe = startup_p[1];
1013                                                 for (j = 0; j < options.max_startups; j++)
1014                                                         if (startup_pipes[j] != -1)
1015                                                                 close(startup_pipes[j]);
1016                                                 close_listen_socks();
1017                                                 sock_in = newsock;
1018                                                 sock_out = newsock;
1019                                                 log_init(__progname, options.log_level, options.log_facility, log_stderr);
1020                                                 break;
1021                                         }
1022                                 }
1023
1024                                 /* Parent.  Stay in the loop. */
1025                                 if (pid < 0)
1026                                         error("fork: %.100s", strerror(errno));
1027                                 else
1028                                         debug("Forked child %d.", pid);
1029
1030                                 close(startup_p[1]);
1031
1032                                 /* Mark that the key has been used (it was "given" to the child). */
1033                                 if ((options.protocol & SSH_PROTO_1) &&
1034                                     key_used == 0) {
1035                                         /* Schedule server key regeneration alarm. */
1036                                         signal(SIGALRM, key_regeneration_alarm);
1037                                         alarm(options.key_regeneration_time);
1038                                         key_used = 1;
1039                                 }
1040
1041                                 arc4random_stir();
1042
1043                                 /* Close the new socket (the child is now taking care of it). */
1044                                 close(newsock);
1045                         }
1046                         /* child process check (or debug mode) */
1047                         if (num_listen_socks < 0)
1048                                 break;
1049                 }
1050         }
1051
1052         /* This is the child processing a new connection. */
1053
1054         /*
1055          * Disable the key regeneration alarm.  We will not regenerate the
1056          * key since we are no longer in a position to give it to anyone. We
1057          * will not restart on SIGHUP since it no longer makes sense.
1058          */
1059         alarm(0);
1060         signal(SIGALRM, SIG_DFL);
1061         signal(SIGHUP, SIG_DFL);
1062         signal(SIGTERM, SIG_DFL);
1063         signal(SIGQUIT, SIG_DFL);
1064         signal(SIGCHLD, SIG_DFL);
1065         signal(SIGINT, SIG_DFL);
1066
1067         /*
1068          * Set socket options for the connection.  We want the socket to
1069          * close as fast as possible without waiting for anything.  If the
1070          * connection is not a socket, these will do nothing.
1071          */
1072         /* setsockopt(sock_in, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)&on, sizeof(on)); */
1073         linger.l_onoff = 1;
1074         linger.l_linger = 5;
1075         setsockopt(sock_in, SOL_SOCKET, SO_LINGER, (void *) &linger, sizeof(linger));
1076
1077         /* Set keepalives if requested. */
1078         if (options.keepalives &&
1079             setsockopt(sock_in, SOL_SOCKET, SO_KEEPALIVE, (void *)&on,
1080             sizeof(on)) < 0)
1081                 error("setsockopt SO_KEEPALIVE: %.100s", strerror(errno));
1082
1083         /*
1084          * Register our connection.  This turns encryption off because we do
1085          * not have a key.
1086          */
1087         packet_set_connection(sock_in, sock_out);
1088
1089         remote_port = get_remote_port();
1090         remote_ip = get_remote_ipaddr();
1091
1092         /* Check whether logins are denied from this host. */
1093 #ifdef LIBWRAP
1094         /* XXX LIBWRAP noes not know about IPv6 */
1095         {
1096                 struct request_info req;
1097
1098                 request_init(&req, RQ_DAEMON, __progname, RQ_FILE, sock_in, NULL);
1099                 fromhost(&req);
1100
1101                 if (!hosts_access(&req)) {
1102                         refuse(&req);
1103                         close(sock_in);
1104                         close(sock_out);
1105                 }
1106 /*XXX IPv6 verbose("Connection from %.500s port %d", eval_client(&req), remote_port); */
1107         }
1108 #endif /* LIBWRAP */
1109         /* Log the connection. */
1110         verbose("Connection from %.500s port %d", remote_ip, remote_port);
1111
1112         /*
1113          * We don\'t want to listen forever unless the other side
1114          * successfully authenticates itself.  So we set up an alarm which is
1115          * cleared after successful authentication.  A limit of zero
1116          * indicates no limit. Note that we don\'t set the alarm in debugging
1117          * mode; it is just annoying to have the server exit just when you
1118          * are about to discover the bug.
1119          */
1120         signal(SIGALRM, grace_alarm_handler);
1121         if (!debug_flag)
1122                 alarm(options.login_grace_time);
1123
1124         sshd_exchange_identification(sock_in, sock_out);
1125         /*
1126          * Check that the connection comes from a privileged port.
1127          * Rhosts-Authentication only makes sense from priviledged
1128          * programs.  Of course, if the intruder has root access on his local
1129          * machine, he can connect from any port.  So do not use these
1130          * authentication methods from machines that you do not trust.
1131          */
1132         if (remote_port >= IPPORT_RESERVED ||
1133             remote_port < IPPORT_RESERVED / 2) {
1134                 debug("Rhosts Authentication disabled, "
1135                     "originating port not trusted.");
1136                 options.rhosts_authentication = 0;
1137         }
1138 #ifdef KRB4
1139         if (!packet_connection_is_ipv4() &&
1140             options.kerberos_authentication) {
1141                 debug("Kerberos Authentication disabled, only available for IPv4.");
1142                 options.kerberos_authentication = 0;
1143         }
1144 #endif /* KRB4 */
1145 #ifdef AFS
1146         /* If machine has AFS, set process authentication group. */
1147         if (k_hasafs()) {
1148                 k_setpag();
1149                 k_unlog();
1150         }
1151 #endif /* AFS */
1152
1153         packet_set_nonblocking();
1154
1155         /* perform the key exchange */
1156         /* authenticate user and start session */
1157         if (compat20) {
1158                 do_ssh2_kex();
1159                 do_authentication2();
1160         } else {
1161                 do_ssh1_kex();
1162                 do_authentication();
1163         }
1164
1165 #ifdef KRB4
1166         /* Cleanup user's ticket cache file. */
1167         if (options.kerberos_ticket_cleanup)
1168                 (void) dest_tkt();
1169 #endif /* KRB4 */
1170
1171         /* The connection has been terminated. */
1172         verbose("Closing connection to %.100s", remote_ip);
1173
1174 #ifdef USE_PAM
1175         finish_pam();
1176 #endif /* USE_PAM */
1177
1178         packet_close();
1179         exit(0);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * SSH1 key exchange
1184  */
1185 void
1186 do_ssh1_kex(void)
1187 {
1188         int i, len;
1189         int plen, slen;
1190         int rsafail = 0;
1191         BIGNUM *session_key_int;
1192         u_char session_key[SSH_SESSION_KEY_LENGTH];
1193         u_char cookie[8];
1194         u_int cipher_type, auth_mask, protocol_flags;
1195         u_int32_t rand = 0;
1196
1197         /*
1198          * Generate check bytes that the client must send back in the user
1199          * packet in order for it to be accepted; this is used to defy ip
1200          * spoofing attacks.  Note that this only works against somebody
1201          * doing IP spoofing from a remote machine; any machine on the local
1202          * network can still see outgoing packets and catch the random
1203          * cookie.  This only affects rhosts authentication, and this is one
1204          * of the reasons why it is inherently insecure.
1205          */
1206         for (i = 0; i < 8; i++) {
1207                 if (i % 4 == 0)
1208                         rand = arc4random();
1209                 cookie[i] = rand & 0xff;
1210                 rand >>= 8;
1211         }
1212
1213         /*
1214          * Send our public key.  We include in the packet 64 bits of random
1215          * data that must be matched in the reply in order to prevent IP
1216          * spoofing.
1217          */
1218         packet_start(SSH_SMSG_PUBLIC_KEY);
1219         for (i = 0; i < 8; i++)
1220                 packet_put_char(cookie[i]);
1221
1222         /* Store our public server RSA key. */
1223         packet_put_int(BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n));
1224         packet_put_bignum(sensitive_data.server_key->rsa->e);
1225         packet_put_bignum(sensitive_data.server_key->rsa->n);
1226
1227         /* Store our public host RSA key. */
1228         packet_put_int(BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n));
1229         packet_put_bignum(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->e);
1230         packet_put_bignum(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n);
1231
1232         /* Put protocol flags. */
1233         packet_put_int(SSH_PROTOFLAG_HOST_IN_FWD_OPEN);
1234
1235         /* Declare which ciphers we support. */
1236         packet_put_int(cipher_mask_ssh1(0));
1237
1238         /* Declare supported authentication types. */
1239         auth_mask = 0;
1240         if (options.rhosts_authentication)
1241                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RHOSTS;
1242         if (options.rhosts_rsa_authentication)
1243                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RHOSTS_RSA;
1244         if (options.rsa_authentication)
1245                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_RSA;
1246 #ifdef KRB4
1247         if (options.kerberos_authentication)
1248                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_KERBEROS;
1249 #endif
1250 #ifdef AFS
1251         if (options.kerberos_tgt_passing)
1252                 auth_mask |= 1 << SSH_PASS_KERBEROS_TGT;
1253         if (options.afs_token_passing)
1254                 auth_mask |= 1 << SSH_PASS_AFS_TOKEN;
1255 #endif
1256         if (options.challenge_reponse_authentication == 1)
1257                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_TIS;
1258         if (options.password_authentication)
1259                 auth_mask |= 1 << SSH_AUTH_PASSWORD;
1260         packet_put_int(auth_mask);
1261
1262         /* Send the packet and wait for it to be sent. */
1263         packet_send();
1264         packet_write_wait();
1265
1266         debug("Sent %d bit server key and %d bit host key.",
1267             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1268             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n));
1269
1270         /* Read clients reply (cipher type and session key). */
1271         packet_read_expect(&plen, SSH_CMSG_SESSION_KEY);
1272
1273         /* Get cipher type and check whether we accept this. */
1274         cipher_type = packet_get_char();
1275
1276         if (!(cipher_mask_ssh1(0) & (1 << cipher_type)))
1277                 packet_disconnect("Warning: client selects unsupported cipher.");
1278
1279         /* Get check bytes from the packet.  These must match those we
1280            sent earlier with the public key packet. */
1281         for (i = 0; i < 8; i++)
1282                 if (cookie[i] != packet_get_char())
1283                         packet_disconnect("IP Spoofing check bytes do not match.");
1284
1285         debug("Encryption type: %.200s", cipher_name(cipher_type));
1286
1287         /* Get the encrypted integer. */
1288         session_key_int = BN_new();
1289         packet_get_bignum(session_key_int, &slen);
1290
1291         protocol_flags = packet_get_int();
1292         packet_set_protocol_flags(protocol_flags);
1293
1294         packet_integrity_check(plen, 1 + 8 + slen + 4, SSH_CMSG_SESSION_KEY);
1295
1296         /*
1297          * Decrypt it using our private server key and private host key (key
1298          * with larger modulus first).
1299          */
1300         if (BN_cmp(sensitive_data.server_key->rsa->n, sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) > 0) {
1301                 /* Server key has bigger modulus. */
1302                 if (BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n) <
1303                     BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
1304                         fatal("do_connection: %s: server_key %d < host_key %d + SSH_KEY_BITS_RESERVED %d",
1305                             get_remote_ipaddr(),
1306                             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1307                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n),
1308                             SSH_KEY_BITS_RESERVED);
1309                 }
1310                 if (rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1311                     sensitive_data.server_key->rsa) <= 0)
1312                         rsafail++;
1313                 if (rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1314                     sensitive_data.ssh1_host_key->rsa) <= 0)
1315                         rsafail++;
1316         } else {
1317                 /* Host key has bigger modulus (or they are equal). */
1318                 if (BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n) <
1319                     BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n) + SSH_KEY_BITS_RESERVED) {
1320                         fatal("do_connection: %s: host_key %d < server_key %d + SSH_KEY_BITS_RESERVED %d",
1321                             get_remote_ipaddr(),
1322                             BN_num_bits(sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n),
1323                             BN_num_bits(sensitive_data.server_key->rsa->n),
1324                             SSH_KEY_BITS_RESERVED);
1325                 }
1326                 if (rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1327                     sensitive_data.ssh1_host_key->rsa) < 0)
1328                         rsafail++;
1329                 if (rsa_private_decrypt(session_key_int, session_key_int,
1330                     sensitive_data.server_key->rsa) < 0)
1331                         rsafail++;
1332         }
1333         /*
1334          * Extract session key from the decrypted integer.  The key is in the
1335          * least significant 256 bits of the integer; the first byte of the
1336          * key is in the highest bits.
1337          */
1338         if (!rsafail) {
1339                 BN_mask_bits(session_key_int, sizeof(session_key) * 8);
1340                 len = BN_num_bytes(session_key_int);
1341                 if (len < 0 || len > sizeof(session_key)) {
1342                         error("do_connection: bad session key len from %s: "
1343                             "session_key_int %d > sizeof(session_key) %lu",
1344                             get_remote_ipaddr(), len, (u_long)sizeof(session_key));
1345                         rsafail++;
1346                 } else {
1347                         memset(session_key, 0, sizeof(session_key));
1348                         BN_bn2bin(session_key_int,
1349                             session_key + sizeof(session_key) - len);
1350
1351                         compute_session_id(session_id, cookie,
1352                             sensitive_data.ssh1_host_key->rsa->n,
1353                             sensitive_data.server_key->rsa->n);
1354                         /*
1355                          * Xor the first 16 bytes of the session key with the
1356                          * session id.
1357                          */
1358                         for (i = 0; i < 16; i++)
1359                                 session_key[i] ^= session_id[i];
1360                 }
1361         }
1362         if (rsafail) {
1363                 int bytes = BN_num_bytes(session_key_int);
1364                 char *buf = xmalloc(bytes);
1365                 MD5_CTX md;
1366
1367                 log("do_connection: generating a fake encryption key");
1368                 BN_bn2bin(session_key_int, buf);
1369                 MD5_Init(&md);
1370                 MD5_Update(&md, buf, bytes);
1371                 MD5_Update(&md, sensitive_data.ssh1_cookie, SSH_SESSION_KEY_LENGTH);
1372                 MD5_Final(session_key, &md);
1373                 MD5_Init(&md);
1374                 MD5_Update(&md, session_key, 16);
1375                 MD5_Update(&md, buf, bytes);
1376                 MD5_Update(&md, sensitive_data.ssh1_cookie, SSH_SESSION_KEY_LENGTH);
1377                 MD5_Final(session_key + 16, &md);
1378                 memset(buf, 0, bytes);
1379                 xfree(buf);
1380                 for (i = 0; i < 16; i++)
1381                         session_id[i] = session_key[i] ^ session_key[i + 16];
1382         }
1383         /* Destroy the private and public keys.  They will no longer be needed. */
1384         destroy_sensitive_data();
1385
1386         /* Destroy the decrypted integer.  It is no longer needed. */
1387         BN_clear_free(session_key_int);
1388
1389         /* Set the session key.  From this on all communications will be encrypted. */
1390         packet_set_encryption_key(session_key, SSH_SESSION_KEY_LENGTH, cipher_type);
1391
1392         /* Destroy our copy of the session key.  It is no longer needed. */
1393         memset(session_key, 0, sizeof(session_key));
1394
1395         debug("Received session key; encryption turned on.");
1396
1397         /* Send an acknowledgement packet.  Note that this packet is sent encrypted. */
1398         packet_start(SSH_SMSG_SUCCESS);
1399         packet_send();
1400         packet_write_wait();
1401 }
1402
1403 /*
1404  * SSH2 key exchange: diffie-hellman-group1-sha1
1405  */
1406 void
1407 do_ssh2_kex(void)
1408 {
1409         Buffer *server_kexinit;
1410         Buffer *client_kexinit;
1411         int payload_len;
1412         int i;
1413         Kex *kex;
1414         char *cprop[PROPOSAL_MAX];
1415
1416 /* KEXINIT */
1417
1418         if (options.ciphers != NULL) {
1419                 myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS] =
1420                 myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC] = options.ciphers;
1421         }
1422         myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS] =
1423             compat_cipher_proposal(myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_CTOS]);
1424         myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC] =
1425             compat_cipher_proposal(myproposal[PROPOSAL_ENC_ALGS_STOC]);
1426
1427         if (options.macs != NULL) {
1428                 myproposal[PROPOSAL_MAC_ALGS_CTOS] =
1429                 myproposal[PROPOSAL_MAC_ALGS_STOC] = options.macs;
1430         }
1431         myproposal[PROPOSAL_SERVER_HOST_KEY_ALGS] = list_hostkey_types();
1432
1433         server_kexinit = kex_init(myproposal);
1434         client_kexinit = xmalloc(sizeof(*client_kexinit));
1435         buffer_init(client_kexinit);
1436
1437         /* algorithm negotiation */
1438         kex_exchange_kexinit(server_kexinit, client_kexinit, cprop);
1439         kex = kex_choose_conf(cprop, myproposal, 1);
1440         for (i = 0; i < PROPOSAL_MAX; i++)
1441                 xfree(cprop[i]);
1442
1443         switch (kex->kex_type) {
1444         case DH_GRP1_SHA1:
1445                 ssh_dh1_server(kex, client_kexinit, server_kexinit);
1446                 break;
1447         case DH_GEX_SHA1:
1448                 ssh_dhgex_server(kex, client_kexinit, server_kexinit);
1449                 break;
1450         default:
1451                 fatal("Unsupported key exchange %d", kex->kex_type);
1452         }
1453
1454         debug("send SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1455         packet_start(SSH2_MSG_NEWKEYS);
1456         packet_send();
1457         packet_write_wait();
1458         debug("done: send SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1459
1460         debug("Wait SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1461         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_NEWKEYS);
1462         debug("GOT SSH2_MSG_NEWKEYS.");
1463
1464 #ifdef DEBUG_KEXDH
1465         /* send 1st encrypted/maced/compressed message */
1466         packet_start(SSH2_MSG_IGNORE);
1467         packet_put_cstring("markus");
1468         packet_send();
1469         packet_write_wait();
1470 #endif
1471
1472         debug("done: KEX2.");
1473 }
1474
1475 /*
1476  * SSH2 key exchange
1477  */
1478
1479 /* diffie-hellman-group1-sha1 */
1480
1481 void
1482 ssh_dh1_server(Kex *kex, Buffer *client_kexinit, Buffer *server_kexinit)
1483 {
1484 #ifdef DEBUG_KEXDH
1485         int i;
1486 #endif
1487         int payload_len, dlen;
1488         int slen;
1489         u_char *signature = NULL;
1490         u_char *server_host_key_blob = NULL;
1491         u_int sbloblen;
1492         u_int klen, kout;
1493         u_char *kbuf;
1494         u_char *hash;
1495         BIGNUM *shared_secret = 0;
1496         DH *dh;
1497         BIGNUM *dh_client_pub = 0;
1498         Key *hostkey;
1499
1500         hostkey = get_hostkey_by_type(kex->hostkey_type);
1501         if (hostkey == NULL)
1502                 fatal("Unsupported hostkey type %d", kex->hostkey_type);
1503
1504 /* KEXDH */
1505         /* generate DH key */
1506         dh = dh_new_group1();                   /* XXX depends on 'kex' */
1507         dh_gen_key(dh, kex->we_need * 8);
1508
1509         debug("Wait SSH2_MSG_KEXDH_INIT.");
1510         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_KEXDH_INIT);
1511
1512         /* key, cert */
1513         dh_client_pub = BN_new();
1514         if (dh_client_pub == NULL)
1515                 fatal("dh_client_pub == NULL");
1516         packet_get_bignum2(dh_client_pub, &dlen);
1517
1518 #ifdef DEBUG_KEXDH
1519         fprintf(stderr, "\ndh_client_pub= ");
1520         BN_print_fp(stderr, dh_client_pub);
1521         fprintf(stderr, "\n");
1522         debug("bits %d", BN_num_bits(dh_client_pub));
1523 #endif
1524
1525 #ifdef DEBUG_KEXDH
1526         fprintf(stderr, "\np= ");
1527         BN_print_fp(stderr, dh->p);
1528         fprintf(stderr, "\ng= ");
1529         bn_print(dh->g);
1530         fprintf(stderr, "\npub= ");
1531         BN_print_fp(stderr, dh->pub_key);
1532         fprintf(stderr, "\n");
1533         DHparams_print_fp(stderr, dh);
1534 #endif
1535         if (!dh_pub_is_valid(dh, dh_client_pub))
1536                 packet_disconnect("bad client public DH value");
1537
1538         klen = DH_size(dh);
1539         kbuf = xmalloc(klen);
1540         kout = DH_compute_key(kbuf, dh_client_pub, dh);
1541
1542 #ifdef DEBUG_KEXDH
1543         debug("shared secret: len %d/%d", klen, kout);
1544         fprintf(stderr, "shared secret == ");
1545         for (i = 0; i< kout; i++)
1546                 fprintf(stderr, "%02x", (kbuf[i])&0xff);
1547         fprintf(stderr, "\n");
1548 #endif
1549         shared_secret = BN_new();
1550
1551         BN_bin2bn(kbuf, kout, shared_secret);
1552         memset(kbuf, 0, klen);
1553         xfree(kbuf);
1554
1555         /* XXX precompute? */
1556         key_to_blob(hostkey, &server_host_key_blob, &sbloblen);
1557
1558         /* calc H */                    /* XXX depends on 'kex' */
1559         hash = kex_hash(
1560             client_version_string,
1561             server_version_string,
1562             buffer_ptr(client_kexinit), buffer_len(client_kexinit),
1563             buffer_ptr(server_kexinit), buffer_len(server_kexinit),
1564             (char *)server_host_key_blob, sbloblen,
1565             dh_client_pub,
1566             dh->pub_key,
1567             shared_secret
1568         );
1569         buffer_free(client_kexinit);
1570         buffer_free(server_kexinit);
1571         xfree(client_kexinit);
1572         xfree(server_kexinit);
1573         BN_free(dh_client_pub);
1574 #ifdef DEBUG_KEXDH
1575         fprintf(stderr, "hash == ");
1576         for (i = 0; i< 20; i++)
1577                 fprintf(stderr, "%02x", (hash[i])&0xff);
1578         fprintf(stderr, "\n");
1579 #endif
1580         /* save session id := H */
1581         /* XXX hashlen depends on KEX */
1582         session_id2_len = 20;
1583         session_id2 = xmalloc(session_id2_len);
1584         memcpy(session_id2, hash, session_id2_len);
1585
1586         /* sign H */
1587         /* XXX hashlen depends on KEX */
1588         key_sign(hostkey, &signature, &slen, hash, 20);
1589
1590         destroy_sensitive_data();
1591
1592         /* send server hostkey, DH pubkey 'f' and singed H */
1593         packet_start(SSH2_MSG_KEXDH_REPLY);
1594         packet_put_string((char *)server_host_key_blob, sbloblen);
1595         packet_put_bignum2(dh->pub_key);        /* f */
1596         packet_put_string((char *)signature, slen);
1597         packet_send();
1598         xfree(signature);
1599         xfree(server_host_key_blob);
1600         packet_write_wait();
1601
1602         kex_derive_keys(kex, hash, shared_secret);
1603         BN_clear_free(shared_secret);
1604         packet_set_kex(kex);
1605
1606         /* have keys, free DH */
1607         DH_free(dh);
1608 }
1609
1610 /* diffie-hellman-group-exchange-sha1 */
1611
1612 void
1613 ssh_dhgex_server(Kex *kex, Buffer *client_kexinit, Buffer *server_kexinit)
1614 {
1615 #ifdef DEBUG_KEXDH
1616         int i;
1617 #endif
1618         int payload_len, dlen;
1619         int slen, nbits, type, min, max;
1620         u_char *signature = NULL;
1621         u_char *server_host_key_blob = NULL;
1622         u_int sbloblen;
1623         u_int klen, kout;
1624         u_char *kbuf;
1625         u_char *hash;
1626         BIGNUM *shared_secret = 0;
1627         DH *dh;
1628         BIGNUM *dh_client_pub = 0;
1629         Key *hostkey;
1630
1631         hostkey = get_hostkey_by_type(kex->hostkey_type);
1632         if (hostkey == NULL)
1633                 fatal("Unsupported hostkey type %d", kex->hostkey_type);
1634
1635 /* KEXDHGEX */
1636         debug("Wait SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST.");
1637         type = packet_read(&payload_len);
1638         if (type != SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST_OLD &&
1639             type != SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST)
1640                 packet_disconnect("Protocol error: expected type %d or %d, got %d",
1641                     SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST_OLD,
1642                     SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST,
1643                     type);
1644         if (type == SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST_OLD) {
1645                 nbits = packet_get_int();
1646                 min = DH_GRP_MIN;
1647                 max = DH_GRP_MAX;
1648         } else {
1649                 min = packet_get_int();
1650                 nbits = packet_get_int();
1651                 max = packet_get_int();
1652
1653                 min = MAX(DH_GRP_MIN, min);
1654                 max = MIN(DH_GRP_MAX, max);
1655         }
1656
1657         if (max < min || nbits < min || max < nbits)
1658                 fatal("DH_GEX_REQUEST, bad parameters: %d !< %d !< %d",
1659                     min, nbits, max);
1660
1661         dh = choose_dh(min, nbits, max);
1662         if (dh == NULL)
1663                 packet_disconnect("Protocol error: no matching DH grp found");
1664
1665         debug("Sending SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_GROUP.");
1666         packet_start(SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_GROUP);
1667         packet_put_bignum2(dh->p);
1668         packet_put_bignum2(dh->g);
1669         packet_send();
1670         packet_write_wait();
1671
1672         /* Compute our exchange value in parallel with the client */
1673
1674         dh_gen_key(dh, kex->we_need * 8);
1675
1676         debug("Wait SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_INIT.");
1677         packet_read_expect(&payload_len, SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_INIT);
1678
1679         /* key, cert */
1680         dh_client_pub = BN_new();
1681         if (dh_client_pub == NULL)
1682                 fatal("dh_client_pub == NULL");
1683         packet_get_bignum2(dh_client_pub, &dlen);
1684
1685 #ifdef DEBUG_KEXDH
1686         fprintf(stderr, "\ndh_client_pub= ");
1687         BN_print_fp(stderr, dh_client_pub);
1688         fprintf(stderr, "\n");
1689         debug("bits %d", BN_num_bits(dh_client_pub));
1690 #endif
1691
1692 #ifdef DEBUG_KEXDH
1693         fprintf(stderr, "\np= ");
1694         BN_print_fp(stderr, dh->p);
1695         fprintf(stderr, "\ng= ");
1696         bn_print(dh->g);
1697         fprintf(stderr, "\npub= ");
1698         BN_print_fp(stderr, dh->pub_key);
1699         fprintf(stderr, "\n");
1700         DHparams_print_fp(stderr, dh);
1701 #endif
1702         if (!dh_pub_is_valid(dh, dh_client_pub))
1703                 packet_disconnect("bad client public DH value");
1704
1705         klen = DH_size(dh);
1706         kbuf = xmalloc(klen);
1707         kout = DH_compute_key(kbuf, dh_client_pub, dh);
1708
1709 #ifdef DEBUG_KEXDH
1710         debug("shared secret: len %d/%d", klen, kout);
1711         fprintf(stderr, "shared secret == ");
1712         for (i = 0; i< kout; i++)
1713                 fprintf(stderr, "%02x", (kbuf[i])&0xff);
1714         fprintf(stderr, "\n");
1715 #endif
1716         shared_secret = BN_new();
1717
1718         BN_bin2bn(kbuf, kout, shared_secret);
1719         memset(kbuf, 0, klen);
1720         xfree(kbuf);
1721
1722         /* XXX precompute? */
1723         key_to_blob(hostkey, &server_host_key_blob, &sbloblen);
1724
1725         if (type == SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REQUEST_OLD) {
1726                 /* These values are not included in the hash */
1727                 min = -1;
1728                 max = -1;
1729         }
1730
1731         /* calc H */                    /* XXX depends on 'kex' */
1732         hash = kex_hash_gex(
1733             client_version_string,
1734             server_version_string,
1735             buffer_ptr(client_kexinit), buffer_len(client_kexinit),
1736             buffer_ptr(server_kexinit), buffer_len(server_kexinit),
1737             (char *)server_host_key_blob, sbloblen,
1738             min, nbits, max,
1739             dh->p, dh->g,
1740             dh_client_pub,
1741             dh->pub_key,
1742             shared_secret
1743         );
1744         buffer_free(client_kexinit);
1745         buffer_free(server_kexinit);
1746         xfree(client_kexinit);
1747         xfree(server_kexinit);
1748         BN_free(dh_client_pub);
1749 #ifdef DEBUG_KEXDH
1750         fprintf(stderr, "hash == ");
1751         for (i = 0; i< 20; i++)
1752                 fprintf(stderr, "%02x", (hash[i])&0xff);
1753         fprintf(stderr, "\n");
1754 #endif
1755         /* save session id := H */
1756         /* XXX hashlen depends on KEX */
1757         session_id2_len = 20;
1758         session_id2 = xmalloc(session_id2_len);
1759         memcpy(session_id2, hash, session_id2_len);
1760
1761         /* sign H */
1762         /* XXX hashlen depends on KEX */
1763         key_sign(hostkey, &signature, &slen, hash, 20);
1764
1765         destroy_sensitive_data();
1766
1767         /* send server hostkey, DH pubkey 'f' and singed H */
1768         packet_start(SSH2_MSG_KEX_DH_GEX_REPLY);
1769         packet_put_string((char *)server_host_key_blob, sbloblen);
1770         packet_put_bignum2(dh->pub_key);        /* f */
1771         packet_put_string((char *)signature, slen);
1772         packet_send();
1773         xfree(signature);
1774         xfree(server_host_key_blob);
1775         packet_write_wait();
1776
1777         kex_derive_keys(kex, hash, shared_secret);
1778         BN_clear_free(shared_secret);
1779         packet_set_kex(kex);
1780
1781         /* have keys, free DH */
1782         DH_free(dh);
1783 }